专利名称：强化pms复合工艺去除水中微量污染物的方法
技术领域：
本发明属于水处理领域，具体涉及强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法。
背景技术：
目前，随着水污染的日益加重，水质指标的提高，传统的混凝沉淀及过滤工艺出水 已经不能完全满足饮用水的水质指标。目前，以羟基自由基为活性物种的高级氧化技术作 为传统工艺后续的深度处理技术，提高水处理工艺的出水水质。过氧化单硫酸钾盐(PMQ是一种环境友好药剂。能够被金属离子或者能量激发产 生羟基自由基和硫酸根自由基。羟基自由基和硫酸根自由基具有很高的氧化还原电位，分 别为2. 7V和2. 43V，能够有效地去除水中的难降解有机物。目前，硫酸根自由基由于其具有 对卤代有机物能够有效的去除，而引起越来越引起广泛的关注。并且硫酸根自由基能够引 起脂肪酸类有机物的脱羧基反应，提高有机物的碳化率。可以看出PMS是一种有很好应用 前景的氧化剂。但是现有PMS复合工艺存在污染物去除率低的问题。
发明内容
本发明要解决现有PMS复合工艺存在污染物去除率低的问题；而提供强化PMS复 合工艺去除水中微量污染物的方法。强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法是按下述步骤完成的向含有微 量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐(PMS)和强化剂并加以紫外辐照、激光辐照或热 解，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量污染物去除；其中过氧化单硫酸钾盐投加量为 1. 5mg/L 1. 5g/L，强化剂的投加量为0. lmg/L lg/L，所述强化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、 氢氧化钙、氨水、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳 酸铵中的一种或者其中几种的组合。上述的强化剂还可采用氧化铍、氧化镁、氧化铜、氧化钡、氧化锶、氧化锌、氧化铝、 氧化钇、氧化镧、二氧化铈、二氧化钛、氧化锆、氧化锡、碳酸钙、碳酸钡、二氧化硅、碱金属交 换的分子筛、碱土金属交换的分子筛、水滑石中的一种或其中的几种的组合替换。本发明的强化剂能够提供氢氧根离子，使得溶液主体或者强化剂周围的微环境呈 碱性，改变PMS的存在形态。同时改变了羟基自由基和硫酸自由基的浓度，从而提高对水 中为污染有机物的去除。PMS在能量激发下产生羟基自由基和硫酸自由基。碱性环境改变 PMS的存在形态，能够提高生成的羟基自由基和硫酸自由基的浓度，同时硫酸自由基能够与 氢氧根离子放生反应生成羟基自由基；增加羟基自由基和硫酸自由基的生成，提高对有机 物的降解去除。具体反应的方程如下
HSCVSO52 gB*+HO口SO^+ HO ——> HO 口 + SO:本发明方法的工艺简单，操作简单方便。同时，可以根据有机物的特点来调节强化 剂的投量。如果污染物更容易被羟基自由基降解，可以通过增加强化剂的投量，来增加自由 基向羟基自由基的转化，能够强化去除的污染物包括卤代消毒副产物，内分泌干扰物，以及 其他能够被羟基自由基和硫酸根自由基降解的有机物，进一步提高污染物的去除。本发明 可以通过强化剂投量的改变，提高PMS复合工艺的除污染效果。与PMS复合工艺相比，本发 明方法污染物的去除率可提高5% -50%。
图1是具体实施方式
十一中苯甲酸的剩余率曲线图，其中-■-为紫外/PMS复合 工艺去除水中污染物苯甲酸的剩余曲线，-〇_为具体实施方式
十一所述方法去除水中污 染物苯甲酸的剩余曲线；图2是具体实施方式
十二中苯甲酸的剩余率曲线图，其中-■-为 紫外/PMS复合工艺去除水中污染物苯甲酸的剩余曲线，-A-为具体实施方式
十二所述 方法去除水中污染物苯甲酸的剩余曲线；图3是具体实施方式
十三中硝基苯的剩余率曲线 图，其中- -为紫外/PMS复合工艺去除水中污染物硝基苯的剩余曲线，-☆-为具体实 施方式十三所述方法去除水中污染物硝基苯的剩余曲线。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的 任意组合。
具体实施方式
一本实施方式中强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法是 按下述步骤完成的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐和强化剂并加以紫外 辐照、激光辐照或热解，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量污染物去除；其中过氧化单 硫酸钾盐投加量为1. 5mg/L 1. 5g/L，强化剂的投加量为0. lmg/L lg/L，所述强化剂为 氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、 碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵中的一种或者其中几种的组合。本实施方式所述强化剂为组合物时，各强化剂之间按任意比混合。与PMS复合工艺相比，本实施所述方法污染物的去除率可提高5% -50%。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是所述强化剂的投加量 为10mg/L 0. 5g/L。其它步骤和参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是所述紫外辐照的 光源由低压汞灯、中压汞灯、低压汞齐紫外灯、氙灯、卤素灯或者真空紫外灯提供。其它步骤 和参数与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是所述激光辐照的 光源由发射波长处于ISOnm 400nm的激光器提供。其它步骤和参数与具体实施方式
一或 二相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是所述热解的温度 为30 100°C。其它步骤和参数与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
六本实施方式中强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法是按下述步骤实现的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐和强化剂并加以紫外 辐照、激光辐照或热解，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量污染物去除；其中过氧化单 硫酸钾盐投加量为1. 5mg/L 1. 5g/L，强化剂的投加量为0. lmg/L lg/L，所述强化剂为 氧化铍、氧化镁、氧化铜、氧化钡、氧化锶、氧化锌、氧化铝、氧化钇、氧化镧、二氧化铈、二氧 化钛、氧化锆、氧化锡、碳酸钙、碳酸钡、二氧化硅、碱金属交换的分子筛、碱土金属交换的分 子筛、水滑石中的一种或其中的几种的组合。本实施方式所述强化剂为组合物时，各强化剂之间按任意比混合。与PMS复合工艺相比，本实施所述方法污染物的去除率可提高5% -50%。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
六不同的是所述强化剂的投加量 为10mg/L 0. 5g/L。其它步骤和参数与具体实施方式
六相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
六或七不同的是所述紫外辐照的 光源由低压汞灯、中压汞灯、低压汞齐紫外灯、氙灯、卤素灯或者真空紫外灯提供。其它步骤 和参数与具体实施方式
六或七相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
六或七不同的是所述激光辐照的 光源由发射波长处于ISOnm 400nm的激光器提供。其它步骤和参数与具体实施方式
六或 七相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
六或七不同的是所述热解的温度 为30 100°C。其它步骤和参数与具体实施方式
六或七相同。
具体实施方式
十一本实施方式中强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法 是按下述步骤完成的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐和氢氧化钠(作强 化剂)并加以紫外辐照，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量污染物去除；其中过氧化单 硫酸钾盐投加量为15mg/L，强化剂的投加量为O.^ig/L。所述紫外辐照的光源为发射主波 长为253. 7nm的低压汞灯，功率为6W，入射光强度为1. 45 X 10_6einstein · s—1。本实施方式采用对含有苯甲酸的水进行处理来验证本发明效果。苯甲酸的初始浓 度是20ymol/L。本实施方式中有机污染物的去除效果见图1，苯甲酸在紫外/PMS复合工 艺中的IOmin时的去除率为45%，而加入强化剂的体系中的去除率为70%。本实施方式中 强化剂的加入将苯甲酸的去除提高了 25%。
具体实施方式
十二 本实施方式中强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法 是按下述步骤完成的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐和强化剂并加以紫 外辐照，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量污染物去除；其中过氧化单硫酸钾盐投加 量为ΙΟΟμπιοΙ/L，即15mg/L，强化剂为碳酸钠和氢氧化钠(5 1)组合，强化剂的投加量为 5mg/L。本实施方式紫外辐照的光源为发射主波长为253. 7nm的低压汞灯，功率为6W，入 射光强度为 1. 45X10_6einstein s-1。本实施方式采用对含有苯甲酸的水进行处理来验证本发明效果。苯甲酸的初始浓 度是20ymol/L。本实施方式中有机污染物的去除效果见图2，苯甲酸在紫外/PMS复合工 艺中的IOmin时的去除率为45%，而加入强化剂的体系中的去除率为88%。与相同条件 下采用紫外和PMS复合工艺进行对比，本实施方式中强化剂的加入将苯甲酸的去除提高了 43%。
具体实施方式
十三本实施方式中强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法 是按下述步骤完成的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐和强化剂并加以紫 外辐照，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量污染物去除；其中过氧化单硫酸钾盐投加 量为ΙΟΟμπιοΙ/L，即15mg/L，强化剂为氢氧化钠、氢氧化钾和氧化钠G 1 1)组合，强 化剂的投加量为6mg/L。本实施方式紫外辐照的光源为发射主波长为253. 7nm的低压汞灯，功率为6W，入 射光强度为 1. 45X10_6einstein s-1。本实施方式采用对含有苯甲酸的水进行处理来验证本发明效果。苯甲酸的初始浓 度是20 μ mol/L。本实施方式中有机污染物的去除效果见图3，硝基苯在紫外/PMS复合工 艺中的IOmin时的去除率为17%，而加入强化剂的体系中的去除率为45%。与相同条件 下采用紫外和PMS复合工艺进行对比，本实施方式中强化剂的加入将苯甲酸的去除提高了 28%。具体实施十四本实施中强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法是按下 述步骤完成的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐和氧化镁并加以激光辐 照，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量污染物去除；其中过氧化单硫酸钾盐投加量为 100 μ mol/L,即15mg/L，氧化镁的投加量为;3mg/L。所述激光辐照的光源由发射波长处于MSnm的激光器提供。本实施方式采用对含 有苯甲酸的水进行处理来验证本发明效果。苯甲酸的初始浓度是20 μ mol/L。与相同条件 下采用紫外和PMS复合工艺进行对比，本实施方式中强化剂的加入将苯甲酸的去除提高了 20%。
具体实施方式
十五本实施中强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法是按 下述步骤完成的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐和强化剂并加以激光辐 照，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量污染物去除；其中过氧化单硫酸钾盐投加量为 10(^11101/1，即151^/1，强化剂为氢氧化钠、氧化钠(1 1)组合，强化剂的投加量为IOmg/ L所述激光辐照的光源由发射波长处于MSnm的激光器提供。本实施方式采用对含 有苯甲酸的水进行处理来验证本发明效果。苯甲酸的初始浓度是20 μ mol/L。与相同条件 下采用紫外和PMS复合工艺进行对比，本实施方式中强化剂的加入将苯甲酸的去除提高了 35%。
具体实施方式
十六本实施中强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法是按 下述步骤完成的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐和强化剂并加以热解， 热解的温度为40°C，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量污染物去除；其中过氧化单硫 酸钾盐投加量为10(^11101/1，即151^/1，强化剂为二氧化硅、碳酸钙、氧化锌(1 2 10) 组合，强化剂的投加量为10mg/L本实施方式采用对含有苯甲酸的水进行处理来验证本发明效果。苯甲酸的初始浓 度是20 μ mol/L。与相同条件下采用紫外和PMS复合工艺进行对比，本实施方式中强化剂的 加入将苯甲酸的去除提高了 10%。
具体实施方式
十七本实施中强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法是按 下述步骤完成的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐和强化剂并加以热解，热解的温度为40°C，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量污染物去除；其中过氧化单硫 酸钾盐投加量为ΙΟΟμπιοΙ/L，即15mg/L，强化剂为氢氧化钾组合，强化剂的投加量为2mg/L
本实施方式采用对含有苯甲酸的水进行处理来验证本发明效果。苯甲酸的初始浓 度是20 μ mol/L。与相同条件下采用紫外和PMS复合工艺进行对比，本实施方式中强化剂的 加入将苯甲酸的去除提高了 15%。
权利要求
1.强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，其特征在于强化PMS复合工艺去 除水中微量污染物的方法是按下述步骤完成的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫 酸钾盐和强化剂并加以紫外辐照、激光辐照或热解，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量 污染物去除；其中过氧化单硫酸钾投加量为1. 5mg/L 1. 5g/L，强化剂的投加量为0. Img/ L lg/L，所述强化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧 化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵中的一种或者其中几种的组合。
2.根据权利要求1所述的强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，其特征在于 所述强化剂的投加量为10mg/L 0. 5g/L。
3.根据权利要求1或2所述的强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述紫外辐照的光源由低压汞灯、中压汞灯、低压汞齐紫外灯、氙灯、卤素灯或者真空 紫外灯提供。
4.根据权利要求1或2所述的强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述激光辐照的光源由发射波长处于ISOnm 400nm的激光器提供。
5.根据权利要求1或2所述的强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述热解的温度为30 100°C。
6.强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，其特征在于强化PMS复合工艺去 除水中微量污染物的方法是按下述步骤实现的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫 酸钾盐和强化剂并加以紫外辐照、激光辐照或热解，然后搅拌均勻反应；即完成了水中微量 污染物去除；其中过氧化单硫酸钾投加量为1. 5mg/L 1. 5g/L，强化剂的投加量为0. Img/ L lg/L，所述强化剂为氧化铍、氧化镁、氧化铜、氧化钡、氧化锶、氧化锌、氧化铝、氧化钇、 氧化镧、二氧化铈、二氧化钛、氧化锆、氧化锡、碳酸钙、碳酸钡、二氧化硅、碱金属交换的分 子筛、碱土金属交换的分子筛、水滑石中的一种或其中的几种的组合。
7.根据权利要求6所述的强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，其特征在于 所述强化剂的投加量为10mg/L 0. 5g/L。
8.根据权利要求6或7所述的强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述紫外辐照的光源由低压汞灯、中压汞灯、低压汞齐紫外灯、氙灯、卤素灯或者真空 紫外灯提供。
9.根据权利要求6或7所述的强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述激光辐照的光源由发射波长处于ISOnm 400nm的激光器提供。
10.根据权利要求6或7所述的强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述热解的温度为30 100°C。
全文摘要
强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法，它属于水处理领域。本发明提高PMS复合工艺对污染物的去除率。强化PMS复合工艺去除水中微量污染物的方法是按下述步骤完成的向含有微量污染物的水中投加过氧化单硫酸钾盐和强化剂并加以紫外辐照、激光辐照或热解，然后搅拌均匀反应；即完成了水中微量污染物去除。与PMS复合工艺相比，本发明方法污染物的去除率可提高5％-50％。
文档编号C02F1/32GK102139949SQ201110038888
公开日2011年8月3日 申请日期2011年2月16日 优先权日2011年2月16日
发明者关英红, 方晶云, 李旭春, 陈丽玮, 马军 申请人:哈尔滨工业大学